JPH10229040A

JPH10229040A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH10229040A
Application number: JP3227397A
Authority: JP
Inventors: Tadao Okamoto; 伊雄岡本
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の周縁部を良好に洗浄できる基板処理装置
を提供する。【解決手段】ウエハ保持装置によって保持されたウエハ
Ｗの周縁部に超音波が付与された第２の洗浄液を供給し
てウエハＷの周縁部のみを選択的に洗浄するための周縁
部洗浄ボックス300 を備えるようにした。【効果】ウエハＷの周縁部のみを選択的に洗浄できるか
ら、ウエハＷの周縁部に存在するスラリーや不要な薄膜
等を確実に除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマ・ディ
スプレイ・パネル）基板のような各種の基板に処理を施
すための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程には、半導体ウエ
ハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に成膜やエ
ッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形
成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハ
自体の表面およびウエハ表面に形成された薄膜の表面を
清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄
が行われる。たとえば、ウエハの表面上に形成された薄
膜を研磨剤を用いて研磨した後には、研磨剤（スラリ
ー）がウエハ表面に残留しているから、このスラリーを
除去する必要がある。

【０００３】上述のようなウエハの洗浄を行うための従
来技術の概念的な構成は、図１０および図１１に示され
ている。すなわち、ウエハＷの端面が一対の端面支持ハ
ンド２１０，２１１によって挟持されることにより、ウ
エハＷの支持が達成されている。そして、ウエハＷの上
面は、円板状のベース部２１２とその下面に固設された
洗浄用ブラシ２１３とからなるスクラブ洗浄部材２１４
によってスクラブ洗浄される。すなわち、洗浄用ブラシ
２１３の接触面２１８がウエハＷの上面に接触した状態
で、スクラブ洗浄部材２１４が図示しない回転駆動機構
によって回転され、かつ洗浄用ブラシ２１３のほぼ中心
に配置されたノズル２２０から洗浄液が吐出されて、ウ
エハＷの上面がスクラブ洗浄される。また、ウエハＷの
下面も同様に、円板状のベース部２１５とその上面に固
設された洗浄用ブラシ２１６とからなるスクラブ洗浄部
材２１７が、洗浄用ブラシ２１６の接触面２１９がウエ
ハＷの下面に接触した状態で、図示しない回転駆動機構
によって回転され、かつ洗浄用ブラシ２１６のほぼ中心
に配置されたノズル２２１から洗浄液が吐出されて、ウ
エハＷの下面がスクラブ洗浄される。

【０００４】なお、この構成において、端面支持ハンド
２１０，２１１は、ウエハＷを保持しつつ、図１０に示
すようにウエハＷの中心ＯＷが円軌道を描くように、ウ
エハＷを円運動させる。この結果、接触面２１８，２１
９は、ウエハＷのほぼ全面に接触することとなるから、
ウエハＷのほぼ全面をスクラブ洗浄できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハＷ
は、一般に、その表面全体が半導体装置の形成に用いら
れるわけではなく、図１２に示すように、周縁付近の上
下面２３０および端面２３１を含む周縁部２３２を除く
中央部２３３だけが半導体装置の形成に用いられる有効
エリアである。したがって、ウエハの表面上に薄膜をパ
ターン形成していくと、ウエハＷの中央部２３３と周縁
部２３２とでは膜厚や膜硬などの膜質が異なってくる。
そのため、本来なら、ウエハＷの中央部２３３の洗浄の
仕方と周縁部２３２の洗浄の仕方とを変える必要があ
る。たとえば、用いられる洗浄液の種類や濃度を変える
ことにより、中央部２３３に残留しているスラリーを除
去し、また、周縁部２３２に残留しているスラリーや不
要な薄膜を除去する必要がある。

【０００６】しかし、上記従来技術の構成では、エッチ
ング処理によるウエハＷの薄膜に対するパターン形成に
おいて、ウエハＷの中央部の有効エリア内にのみ注意が
払われているから、ウエハＷの周縁部２３２にエッチン
グ不足領域が残ったままとなり、これが、不要な薄膜と
なる場合がある。また、ウエハＷは一対の端面支持ハン
ド２１０，２１１によって挟持されるから、ウエハＷ
は、常時一定位置で保持される。このため、この保持位
置周辺には、洗浄用ブラシ２１３，２１６が侵入するこ
とができないので、ウエハＷの周縁部２３２の全域を洗
浄することが不可能となり、スラリーがウエハＷの周縁
部２３２に残ってしまうことがある。

【０００７】もしも、ウエハＷの周縁部２３２に不要な
薄膜およびスラリーが残っていると、当該薄膜とスラリ
ーとが反応し、その結果生成された物質がウエハＷの周
縁部２３２に残る場合もある。このように、上記従来技
術の構成においては、ウエハＷの周縁部２３２に、不要
な薄膜やスラリー、薄膜とスラリーとの反応生成物が残
るという不具合がある。この場合、これらの物質はパー
ティクルとなるから、半導体装置の製造工程において歩
留りの低下につながり、大きな問題となっていた。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、基板の周縁部を良好に洗浄できる基板処理
装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するための請求項１記載の基板処理装置は、基
板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段に保持
された基板の周縁部に沿って上記基板に対して相対的に
移動し、上記基板の周縁部に処理液を供給して上記基板
の周縁部を超音波処理するための周縁部超音波処理手段
とを含むことを特徴とする基板処理装置である。

【００１０】本発明によれば、基板の周縁部が超音波処
理されるから、この超音波処理において基板の周縁部の
表面に形成された膜質に応じた種類の処理液を用いるな
どすれば、基板の周縁部の洗浄を良好に行うことができ
る。よって、高品質な基板を提供できる。請求項２記載
の発明は、上記周縁部超音波処理手段は、液体を貯留
し、この貯留される液体に上記基板保持手段に保持され
た基板の周縁部が接液されるように、側面にスリットが
形成された貯留容器と、この貯留容器に接続され、当該
貯留容器に液体を供給するための液体供給路と、上記貯
留容器に貯留される液体に超音波を付与し、処理液を生
成するための超音波発生手段とを含むものであることを
特徴とする請求項１に記載の基板処理装置である。

【００１１】本発明によれば、貯留容器に貯留された液
体に対して超音波が付与されて処理液が生成され、当該
処理液によって基板の周縁部が超音波処理されるから、
基板の周縁部を効率的に超音波処理できる。そのため、
基板の周縁部の特に微細なスラリーや薄膜の断片の洗浄
を一層良好に行うことができるから、一層高品質な基板
を提供することができる。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記基板保持手段
に保持された基板に第１の洗浄液を供給して、上記基板
の中央部を洗浄する中央部洗浄手段をさらに含み、上記
処理液は、上記基板保持手段に保持された基板の周縁部
を洗浄するための第２の洗浄液であることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置である。

【００１３】本発明によれば、基板の中央部および周縁
部を選択的に洗浄できるから、たとえば基板の中央部お
よび周縁部に形成されている薄膜の膜質の応じた洗浄の
仕方で各部を洗浄すれば、基板の中央部はもちろん、基
板の周縁部をも良好に洗浄することができる。また、基
板の周縁部の洗浄には、超音波が付与された第２の洗浄
液が用いられるから、一層洗浄効果がある。よって、基
板の全体を良好に洗浄できるから、高品質な基板を提供
できる。

【００１４】請求項４記載の発明は、上記処理液はレジ
ストを溶解可能な溶剤であることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の基板処理装置である。本発明に
よれば、処理液はレジストを溶解できるものであるか
ら、たとえば基板にレジストを塗布するコータ処理を施
した後に、基板の周縁部の不要なレジスト薄膜を容易に
除去できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施形態の基板処理装置であるウエハ洗浄装置の
構成を示す平面図である。また、図２は、図１のII-II
断面図であり、一部を省略し、かつ一部を概念的に示し
ている。

【００１６】この装置は、ウエハＷの表面に形成された
薄膜を研磨するＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishin
g) 処理が行われた後にウエハＷの表面に残っているス
ラリーおよび不要な薄膜を除去するためのもので、側壁
１，２，３，４によって囲まれた平面視においてほぼ矩
形の処理室５、および処理室５内においてウエハＷを水
平に保持し、かつこの状態でウエハＷを回転させること
ができるウエハ保持装置（基板保持手段）６を備えてい
る。

【００１７】さらに、この装置は、ウエハ保持装置６に
より保持されたウエハＷの上面および下面の各中央部に
残っているスラリーをスクラブして除去するための両面
洗浄装置（中央部洗浄手段）９、およびウエハ保持装置
６により保持されたウエハＷの周縁付近の上面および端
面を含む周縁部のみを選択的に洗浄するための周縁部洗
浄ボックス（周縁部超音波処理手段）３００を備えてい
る。すなわち、周縁部洗浄ボックス３００によってウエ
ハＷの周縁部に残っているスラリーや不要な薄膜を除去
できるようになっている。

【００１８】ウエハ保持装置６は、処理室５の側壁２ま
たは４に対して直交する方向（以下「保持方向」とい
う。）Ａに関して対向配置された一対の保持ハンド１
０，３０を有している。保持ハンド１０，３０は、保持
方向Ａに沿って移動可能なもので、ベース取付部１１，
３１に取り付けられたベース部１２，３２と、ベース部
１２，３２の上方に配置され、ウエハＷを保持するため
の各々３つの保持用ローラ（基板保持ピン）１３，３３
とをそれぞれ有している。これらの保持用ローラ１３，
３３は、ウエハＷの端面形状に対応した円周上に配置さ
れている。ウエハＷは、保持用ローラ１３，３３の側面
にその端面が当接した状態で保持される。

【００１９】ベース取付部１１，３１には、保持方向Ａ
に沿って長く形成され、側壁２，４に形成された穴１
４，３４を介して側壁２，４の外側まで延びたハンド軸
１５，３５の一端が連結されている。ハンド軸１５，３
５の他端には、側壁２，４の外側の取付板１６，３６上
に固定されたシリンダ１７，３７のロッド１８，３８が
連結板１９，３９を介して取り付けられている。ロッド
１８，３８は、保持方向Ａに沿って突出したり引っ込ん
だりできるようになっている。この構成により、シリン
ダ１７，３７を駆動することによって、保持ハンド１
０，３０を保持方向Ａに沿って互いに反対方向に進退さ
せることができ、ウエハＷを保持用ローラ１３，３３の
間で挾持したり、この挾持を解放したりすることができ
る。

【００２０】なお、参照符号２０，４０は、保持ハンド
１０，３０の移動とともに伸縮自在なベローズであり、
両面洗浄装置９および周縁部洗浄ボックス３００におい
て使用される第１の洗浄液および第２の洗浄液、ならび
にその雰囲気が、ハンド軸１５，３５に影響を与えない
ようにするため、あるいは処理室５の外部に漏れるのを
防ぐためのものである。また、シリンダ１７，３７のロ
ッド１８，３８やハンド軸１５，３５から発生するパー
ティクルが処理室５の内部に侵入するのを防止するため
のものでもある。

【００２１】保持用ローラ１３，３３は、ウエハＷを保
持した状態でウエハＷを回転させるべく、ベース部１
２，３２に回転可能に設けられている。すなわち、保持
用ローラ１３，３３は、ベース部１２，３２に鉛直軸ま
わりの回転が自在であるように支持されたローラ軸２
１，４１に固定されている。ウエハＷを回転させるため
に必要な駆動力は、保持用ローラ３３にのみ与えられる
ようになっている。すなわち、保持用ローラ３３のうち
中央の保持用ローラ３３ｂには、側壁４の外側に設けら
れたモータ取付板４２に取り付けられたモータＭ１の駆
動力がベルト４３を介して伝達されるようになってい
る。さらに、中央の保持ローラ３３ｂに伝達されてきた
駆動力は、ベルト４４，４５を介して他の２つの保持用
ローラ３３ａ，３３ｃにも伝達されるようになってい
る。

【００２２】さらに詳述する。保持用ローラ３３ａのロ
ーラ軸４１ａは、図３に示すように、ベース部３２に形
成された挿通穴４６ａを通ってベース部３２の下端部付
近に形成された空間４７まで延ばされており、挿通穴４
６ａに配置された２つの軸受４７ａ，４８ａを介してベ
ース部３２に回転自在に支持されている。他の２つの保
持用ローラ３３ｂ，３３ｃのローラ軸４１ｂ，４１ｃも
同様に、挿通穴４６ｂ，４６ｃを通って空間４７まで延
ばされ、かつ挿通穴４６ｂ，４６ｃに配置された２つの
軸受４７ｂ，４８ｂ：４７ｃ，４８ｃを介してベース部
３２に回転自在に支持されている。

【００２３】中央のローラ軸４１ｂには、３つのプーリ
４９ｂ，５０ｂ，５１ｂが取り付けられている。このう
ち、最上段のプーリ４９ｂとモータＭ１の駆動軸５２に
取り付けられたプーリ５３（図２参照）との間に、ベル
ト４３が巻き掛けられている。そして、残りの２つのプ
ーリ５１ｂ，５０ｂと他の２つのローラ軸４１ａ，４１
ｃにそれぞれ取り付けられたプーリ５１ａ，５１ｃとの
間に、ベルト４４，４５がそれぞれ巻き掛けられてい
る。

【００２４】以上の構成により、モータＭ１によって中
央の保持用ローラ３３ｂが駆動されると、これに伴って
他の２つの保持用ローラ３３ａ，３３ｃが駆動される。
その結果、保持用ローラ１３，３３に保持されているウ
エハＷは回転を始める。このとき、保持用ローラ１３
は、ウエハＷの回転につられて回転する。このようにし
て、ウエハＷは保持用ローラ１３，３３に保持された状
態で回転方向Ｂに沿って回転する。この場合におけるウ
エハＷの回転速度は、たとえば約１０〜２０（回転／
分）である。

【００２５】図２に戻って、両面洗浄装置９は、ウエハ
保持装置６により保持されたウエハＷの上方および下方
に配置された上面洗浄部６０および下面洗浄部８０を備
えている。上面洗浄部６０および下面洗浄部８０は、そ
れぞれ、保持ハンド１０，３０に干渉しない位置に、ウ
エハＷの中心部から周縁部に至るウエハＷの表面領域を
覆うように配置されている。

【００２６】上面洗浄部６０および下面洗浄部８０は、
ウエハＷに対向する側に取付面６１，８１を有するベー
ス部６２，８２と、ベース部６２，８２に取り付けられ
た回転軸６３，８３とを有し、回転駆動部６４，８４に
より鉛直軸方向に沿う回転軸Ｏを中心に回転方向Ｃに沿
って回転できるようにされている。さらに、上面洗浄部
６０および下面洗浄部８０は、それぞれ、昇降駆動部６
５，８５によって上下方向に移動できるようになってい
る。これにより、ウエハ洗浄時においてはウエハＷを上
面洗浄部６０および下面洗浄部８０で挟み込むことがで
き、また、ウエハ洗浄後においては、ウエハＷから上面
洗浄部６０および下面洗浄部８０を離すことができるよ
うになっている。

【００２７】上面ベース部６２および下面ベース部８２
の各取付面６１，８１には、洗浄用ブラシ６６，８６が
設けられている。洗浄用ブラシ６６，８６の中央付近に
は、ウエハＷに第１の洗浄液を供給するための第１洗浄
液供給ノズル７，８がそれぞれ配置されている。第１の
洗浄液は、フッ酸、硝酸、塩酸、リン酸、酢酸、アンモ
ニアなどの薬液、および純水を含む。

【００２８】第１洗浄液供給ノズル７，８には、洗浄用
パイプ６７，８７が連結されている。洗浄用パイプ６
７，８７は、回転軸６３，８３内に回転しないように挿
通されており、その他端には、第１三方弁６８，８８を
介して、図示しない薬液用タンクから薬液が導かれる薬
液供給路６９，８９、および図示しない純水用タンクか
ら純水が導かれる純水供給路７０，９０が接続されてい
る。この構成により、第１三方弁６８，８８の切換えを
制御することによって、洗浄用パイプ６７，８７に薬液
および純水を選択的に供給でき、したがって第１洗浄液
供給ノズル７，８から薬液および純水を選択的に吐出さ
せることができる。

【００２９】図４は、周縁部洗浄ボックス３００の構成
およびこの周縁部洗浄ボックス３００に関連する構成を
一部を断面にして示す図であり、図５は周縁部洗浄ボッ
クスの外観構成を示す斜視図である。周縁部洗浄ボック
ス３００は、昇降／水平移動機構３０１によって上下方
向に移動でき、また、ウエハＷに対して近接する方向と
離反する方向とに移動できるようになっている。より具
体的には、周縁部洗浄ボックス３００は、昇降／水平移
動機構３０１に含まれる可動板３０２の上面に固定され
たボックス支持板３０３によって支持されている。昇降
／水平移動機構３０１は、基台３０４を備えている。基
台３０４には、上方向に向けて延びた２本のガイド軸３
０５の下端部が固定されている。

【００３０】ガイド軸３０５は、可動板３０２の下面に
固定されたボールブッシュ３０６をスライド自在に挿通
し、かつ可動板３０２およびボックス支持板３０３にそ
れぞれ形成された穴（図示せず）を通ってボックス支持
板３０３の上方まで延び、その上端部において連結板３
０７によって連結されている。基台３０４には、ロッド
３０８の先端を上向きにした状態のシリンダ３０９が設
けられている。可動板３０２は、このシリンダ３０９の
ロッド３０８によって支持されている。この構成によ
り、シリンダ３０９のロッド３０８が上下方向に進退す
れば、周縁部洗浄ボックス３００が上下方向に移動する
ことになる。

【００３１】基台３０４には、ウエハＷに近接する方向
およびウエハＷから離反する方向に沿って延びたボール
ねじ軸３１０が螺合している。ボールねじ軸３１０には
プーリ３１１が取り付けられており、このプーリ３１１
とモータＭ２の駆動軸３１２に取り付けられたプーリ３
１３との間にはベルト３１４が巻き掛けられている。こ
の構成により、モータＭ２の駆動力がベルト３１４を介
してボールねじ軸３１０に伝達されると、基台３０４は
ウエハＷに近接する方向およびウエハＷから離反する方
向に移動し、これに伴って、周縁部洗浄ボックス３００
は、ウエハＷに近接する方向とウエハＷから離反する方
向とに移動する。このとき、連結板３０７は、図外のレ
ールによってウエハＷに近接する方向およびウエハＷか
ら離反する方向に沿って案内される。

【００３２】周縁部洗浄ボックス３００は、平面視にお
いてウエハＷの周方向に沿う方向に長い長方形状のハウ
ジング５００を備えている。ハウジング５００の内部に
は、第２の洗浄液が貯留される貯留容器５０１が設けら
れている。ハウジング５００のウエハＷに対向する対向
面５００ａには長手方向Ｄに沿って凹部５０２が形成さ
れており、この凹部５０２は、対向面５００ａに直交す
る両側面５０２ｂ，５０２ｃの間を貫いている。貯留容
器５０１のウエハＷに対向する対向面は、この凹部５０
２の奥面５０２ａに露出されて、配置されている。この
奥面５０２ａには、貯留容器５０１の内部空間にいたる
スリット５０４が形成されており、ウエハＷの周縁部を
挿入することができるようになっている。

【００３３】貯留容器５０１の上壁面５０１ａには、液
供給路５１０の一端が接続されている。液供給路５１０
は、貯留容器５０１に第２の洗浄液を供給するためのも
のである。第２の洗浄液は、ウエハＷの周縁部に残って
いる不要な薄膜をエッチングするためのエッチング液、
および純水を含む。エッチング液は、ウエハＷの周縁部
に形成される薄膜の種類によって異なる種類のものが用
いられる。具体的には、酸化膜(SiO2)、アルミニウム膜
(Al)、銅膜(Cu)およびタングステン膜(W) に対して、そ
れぞれ、下記(1) 〜(4) 式の化学式で表したエッチング
液が用いられる。

【００３４】 HF ‥‥(1) H3PO4 ＋CH3COOH ＋HNO3 ‥‥(2) HNO3＋HCl または HNO3 ＋HF ‥‥(3) CH3COOH ＋HNO3＋HF または HNO3 ＋HF ‥‥(4) 液供給路５１０の他端は、第２三方弁５１１を介して、
図示しないエッチング液用タンクからエッチング液が供
給されるエッチング液供給路５１２、および図示しない
純水用タンクから純水が供給される純水供給路５１３が
接続されている。この構成により、第２三方弁５１１の
切換えを制御することにより、液供給路５１０にエッチ
ング液および純水を選択的に供給できる。そのため、貯
留容器５０１にエッチング液および純水を選択的に供給
できる。

【００３５】貯留容器５０１の内壁には、発振器５１５
によって所定の超音波周波数で振動させられる超音波振
動子５１６が設けられている。超音波振動子５１６は、
貯留容器５０１に貯留されている第２の洗浄液に対して
超音波振動を付与するためのものである。貯留容器５０
１の下端部には、ドレン排出路５２０が接続されてい
る。ドレン排出路５２０の途中部には、ドレン用弁５２
１が介装されている。この構成により、ドレン用弁５２
１の開閉を制御することにより、貯留容器５０１内の第
２の洗浄液を必要に応じて貯留容器５０１から排出する
ことができる。

【００３６】貯留容器５０１の内壁の上部には、第１液
面センサＳ１が配置され、ドレン排出路５２０のドレン
用弁５２１よりも下流側には、第２液面センサＳ２が配
置されている。第１液面センサＳ１は、所定量の第２の
洗浄液が貯留容器５０１に貯留されたか否かを検知する
ためのものである。第２液面センサＳ２は、貯留容器５
０１から第２の洗浄液が排出されたか否かを検知するた
めのものである。

【００３７】凹部５０２の上壁面５０２ｄおよび下壁面
５０２ｅには、それぞれ、スリット５０４の長手方向Ｄ
の幅にわたって、複数のガス供給ノズル５２５，５２６
が設けられている。ガス供給ノズル５２５，５２６に
は、図示しないガス供給源からガスが供給されるガス供
給路５２７，５２８が接続されている。ガス供給路５２
７，５２８の途中部には、それぞれ、ガス用弁５２９，
５３０が介装されている。この構成により、ガス用弁５
２９，５３０の開閉を制御することにより、ガス供給ノ
ズル５２５，５２６からガスを必要に応じて吐出させる
ことができる。

【００３８】ガス供給ノズル５２５，５２６は、ガスが
ウエハＷの周縁部に向かって吐出されるような角度で配
置されている。この構成により、貯留容器５０１に貯留
されている第２の洗浄液がスリット５０４を介して漏
れ、ウエハＷの中心方向に流出して、ウエハＷの中央部
の有効エリアまでエッチングされるのを、ガスの吐出圧
によって防ぐことができるようになっている。

【００３９】ここで、凹部５０２の下壁面５０２ｅに
は、排液受け５０５が設けられ、その排液受け５０５の
底面には、排液パイプ５０６の一端が接続されている。
また、この排液パイプ５０６の他端は、ドレン排出路５
２０のドレン用弁５２１よりも下流側に接続されてい
る。このような構成により、スリット５０４から漏れた
直後にガス供給ノズル５２５，５２６によってウエハＷ
の半径方向外側に押し戻された第２の洗浄液を機外へ排
出することができる。具体的に説明すると、ガス供給ノ
ズル５２５，５２６によって押し戻された第２の洗浄液
は、ガス供給ノズル５２５，５２６の吐出が及ばない部
分、すなわち、スリット５０４の両端の部分から排液受
け５０５へと流下し、排液パイプ５０６を介してドレン
排出路５２０へ流入して機外へ排出される。

【００４０】図７は、このウエハ洗浄装置の主要な電気
的構成を示すブロック図である。このウエハ洗浄装置に
は、当該装置の制御中枢として機能するマイクロコンピ
ュータなどで構成された制御部１００が備えられてい
る。制御部１００は、ＲＯＭ１０１に格納された制御プ
ログラムに従って、シリンダ１７，３７、モータＭ１、
回転駆動部６４，８４、および昇降駆動部６５，８５の
駆動を制御し、また、第１三方弁６８，８８の切換え制
御する。また、制御部１００は、ＲＯＭ１０１に格納さ
れた制御プログラムに従って、シリンダ３０９、モータ
Ｍ２および発振器５１５の駆動を制御し、また、ガス用
弁５２９，５３０の開閉を制御する。さらに、制御部１
００は、ＲＯＭ１０１に格納された制御プログラム、お
よび第１および第２液面センサＳ１，Ｓ２の出力に基づ
いて、第２三方弁５１１の切換え、およびドレン用弁５
２１の開閉を制御する。

【００４１】次に、このウエハ洗浄装置の洗浄動作につ
いて説明する。洗浄前においては、保持ハンド１０，３
０はウエハＷを保持する保持位置から退避した待機位置
で待機し、かつ上面洗浄部６０および下面洗浄部８０も
互いにウエハＷから離れた状態で待機している。前工程
であるＣＭＰ処理が終了し図示しない搬送アームによっ
てウエハＷが搬送されてくると、制御部１００は、シリ
ンダ１７，３７のロッド１８，３８を引っ込ませる。そ
の結果、保持ハンド１０，３０は互いに近づく。これに
より、ウエハＷがその端面において保持用ローラ１３，
３３に保持される。

【００４２】所定の時間経過後、制御部１００は、回転
駆動部６４，８４を駆動し、上面洗浄部６０および下面
洗浄部８０を回転させる。これと同時に、制御部１００
は、第１三方弁６８，８８を制御し、薬液供給路６９，
８９と洗浄用パイプ６７，８７とを接続させる。その結
果、第１洗浄液供給ノズル７，８から薬液がそれぞれウ
エハＷの上面および下面に供給される。

【００４３】その後、制御部１００は、モータＭ１を駆
動する。その結果、保持用ローラ３３が回転駆動され
る。これに伴って、ウエハＷが低速回転する。さらに、
制御部１００は、昇降駆動部６５，８５を制御し、上面
洗浄部６０および下面洗浄部８０を互いに近づく方向に
移動させる。その結果、保持用ローラ１３，３３に保持
されているウエハＷは、洗浄用ブラシ６６，８６によっ
て挟み込まれ、洗浄用ブラシ６６，８６によりウエハＷ
の上面および下面が擦られる。

【００４４】これにより、ウエハＷの上面および下面が
薬液が供給されつつ洗浄用ブラシ６６，８６によってス
クラブ洗浄される。その結果、ウエハＷの上面および下
面に残っていたスラリーが除去される。その後、制御部
１００は、昇降駆動部６５，８５を制御し、上面洗浄部
６０および下面洗浄部８０を互いにウエハＷから離れる
方向に移動させ、ウエハＷから洗浄用ブラシ６６，８６
を離れさせる。その後、第１三方弁６８，８８を制御
し、洗浄用パイプ６７，８７と純水供給路７０，９０と
を接続させる。その結果、第１洗浄液供給ノズル７，８
から純水がウエハＷの上面および下面に供給され、ウエ
ハＷの上面および下面に残っている薬液等が洗い流され
る。

【００４５】その後、制御部１００は、第１三方弁６
８，８８を制御し、第１洗浄液供給ノズル７，８からの
純水の吐出を停止させ、また、回転駆動部６４，８４の
駆動を停止して上面洗浄部６０および下面洗浄部８０の
回転を停止させる。さらに、モータＭ１の駆動を停止さ
せ、ウエハＷの回転を停止させる。これにより、両面洗
浄装置９におけるスクラブ洗浄処理が終了する。

【００４６】スクラブ洗浄処理終了後、制御部１００
は、周縁部洗浄ボックス３００によるウエハＷの周縁部
の洗浄処理を実行する。図７および図８は、この周縁部
洗浄処理を説明するための図解図である。図７および図
８において、上段側はウエハＷを側方から見たときの構
成を示し、下段側はウエハＷを上方から見たときの構成
を示している。

【００４７】周縁部洗浄ボックス３００は、両面洗浄装
置９によるスクラブ洗浄が行われている間、図７(a) に
示すように、ウエハＷから水平方向に離れた位置であっ
て、かつウエハＷの下方の待機位置で待機している。両
面洗浄装置９によるスクラブ洗浄処理が終了すると、制
御部１００は、ロッド３０８が上方向に延びるように、
シリンダ３０９を駆動する。その結果、周縁部洗浄ボッ
クス３００は、上方向に移動する。シリンダ３０９の駆
動は、周縁部洗浄ボックス３００のスリット５０４がウ
エハＷとほぼ同じ高さになるタイミングで停止される
（図７(b) ）。その後、制御部１００は、モータＭ２を
駆動し、周縁部洗浄ボックス３００をウエハＷに近接す
る方向に向けて移動させる。このモータＭ２の駆動は、
ウエハＷの周縁部がスリット５０４を介して貯留容器５
０１の内部空間に所定の距離だけ入り込んだタイミング
で停止される（図７(c) ）。この場合、ウエハＷによっ
て洗浄すべき周縁部の領域が異なる場合には、周縁部洗
浄ボックス３００の移動量が各ウエハＷに応じて調整さ
れる。これにより、周縁部洗浄前の準備が完了する。

【００４８】その後、制御部１００は、モータＭ１を駆
動し、ウエハＷの回転を開始させる（図８(a) ）。ま
た、第２三方弁５１１を制御し、エッチング液供給路５
１２を液吐出路５１０に接続させる。その結果、貯留容
器５０１にエッチング液が供給され始める。また、ガス
用弁５２９，５３０を開成させ、ガス供給ノズル５２
５，５２６からガスを吐出させる。制御部１００は、エ
ッチング液が供給されている間、第１液面センサＳ１の
出力を監視している。第１液面センサＳ１によって所定
量のエッチング液が貯留容器５０１に貯留されたことが
検知された場合、制御部１００は、第２三方弁５１１を
閉じる。この場合、ウエハＷの周縁部は貯留容器５０１
に貯留されているエッチング液に接している。ここで、
スリット５０４から漏れた少量のエッチング液は、排液
受け５０５に捕捉され、排液パイプ５０６およびドレン
排出路５２０を介して機外へ排出されている。

【００４９】その後、制御部１００は、発振器５１５を
駆動させる。その結果、超音波振動子５１６が振動し、
貯留容器５０１に貯留されているエッチング液に対して
超音波振動が付与される。これにより、ウエハＷの周縁
部に残っていたスラリーや不要な薄膜がウエハＷから除
去される。この場合、超音波振動が付与されたエッチン
グ液を処理液として用いているから、超音波振動を付与
しないで処理する場合に比べて、ウエハＷの周縁部に残
っているスラリーの除去や、不要な薄膜のエッチングを
効率的に行うことができる。

【００５０】このエッチング処理が所定のエッチング処
理時間にわたって行われた後、制御部１００は、発振器
５１５の駆動を停止させる。また、ドレン用弁５２１を
開成させる。その結果、貯留容器５０１に貯留されてい
たエッチング液がドレン排出路５２０を介して排出され
る。制御部１００は、エッチング液を排出させている間
第２液面センサＳ２の出力を監視している。第２液面セ
ンサＳ２によって貯留容器５０１からエッチング液が排
出されたことが検知された場合、制御部１００は、ドレ
ン用弁５２１を閉じる。

【００５１】その後、制御部１００は、ウエハＷの周縁
部に残っているエッチング液を純水を使って洗浄する処
理を実行する。すなわち、第２三方弁５１１を制御し、
純水供給路５１３と液供給路５１０とを接続させ、純水
を貯留容器５０１に溜めさせる。その後、上述と同様
に、発振器５１５を駆動して超音波振動子５１６を振動
させ、純水に超音波振動を付与させる。これにより、ウ
エハＷの周縁部に残っているエッチング液が洗浄され
る。そして、所定の洗浄時間が経過した後、発振器５１
５の駆動を停止させ、さらに、ドレン用弁５２１を開成
して純水をドレン排出路５２０から排出させ、第２液面
センサＳ２にて純水が排出されたことが検知されたこと
に応答して、ドレン用弁５２１を閉じ、最後にガス用弁
５２９，５３０を閉じて、モータＭ１の駆動を停止させ
てウエハＷの回転を停止させる（図８(b) ）。これによ
り、周縁部洗浄ボックス３００による周縁部洗浄処理が
終了する。

【００５２】周縁部洗浄処理終了後、制御部１００は、
モータＭ２を駆動し、周縁部洗浄ボックス３００をウエ
ハＷから離反する方向に向けて移動させる（図８(c)
）。また、ロッド３０８が引っ込むようにシリンダ３
０９を駆動し、周縁部洗浄ボックス３００を下降させる
（図８(d) ）。これにより、周縁部洗浄ボックス３００
は元の待機位置に戻される。

【００５３】以上のように本実施形態によれば、ウエハ
Ｗの周縁部のみを選択的に洗浄できるようにしているか
ら、ウエハＷの周縁部の膜質に応じた洗浄を行うことが
できる。したがって、ウエハＷの周縁部の不要な薄膜が
残っている場合であっても、当該薄膜を確実に除去でき
る。また、ウエハＷの周縁部にスラリーが残っている場
合であっても、当該スラリーを確実に除去できる。その
結果、スラリーと薄膜との反応生成物が発生することも
なくなる。そのため、ＣＭＰ処理後のウエハＷの全体を
良好に洗浄できる。よって、高品質な半導体装置を提供
できる。

【００５４】また、ウエハＷの中央部を洗浄した後にウ
エハＷの周縁部を洗浄するようにし、かつウエハＷの周
縁部に供給され処理に供されたエッチング液等をガスの
吐出圧によってウエハＷの外側に吐き出すようにしてい
るから、ウエハＷの周縁部に供給されたエッチング液等
が洗浄済のウエハＷの中央部に飛び散ることはない。し
たがって、ウエハＷの表面の全体を良好に洗浄すること
ができる。

【００５５】さらに、貯留容器５０１に第２の洗浄液を
貯留し、この状態において第２の洗浄液に超音波振動を
付与し、この超音波振動が付与された第２の洗浄液を洗
浄に用いているから、ウエハＷの周縁部の特に微細なス
ラリーや薄膜の断片の洗浄を良好に行うことができる。
本発明の実施の一形態の説明は以上のとおりであるが、
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。た
とえば上記実施形態では、第２の洗浄液を貯留容器５０
１に貯留し、この貯留されている第２の洗浄液にウエハ
Ｗの周縁部を接液させ、この状態において第２の洗浄液
に超音波振動を付与してウエハＷの周縁部を洗浄する場
合について説明している。しかし、たとえば超音波振動
が付与された第２の洗浄液をノズルからウエハＷの周縁
部に向けて供給させてウエハＷの周縁部を洗浄するよう
にしてもよい。

【００５６】この場合における周縁部洗浄ボックス３０
０の構成としては、たとえば図９に示すような構成を採
用することが考えられる。すなわち、この周縁部洗浄ボ
ックス３００のハウジング６００のウエハＷに対向する
対向面６００ａには、凹部６０１が形成されており、こ
の凹部６０１の上壁面６０１ａおよび下壁面６０１ｂの
間に、ウエハＷの周縁部を受け入れることができるよう
になっている。

【００５７】凹部６０１の上壁面６０１ａおよび下壁面
６０１ｂには、それぞれ、第２の洗浄液を吐出するため
の第２洗浄液供給ノズル６１０，６３０が設けられてい
る。第２洗浄液供給ノズル６１０，６３０には、液吐出
路６１１，６３１の一端が接続されている。液吐出路６
１１，６３１の他端には、第２三方弁６１２，６３２を
介してエッチング液供給路６１３，６３３および純水供
給路６１４，６３４が接続されている。この構成によ
り、液吐出路６１１，６３１には、エッチング液および
純水が選択的に供給される。

【００５８】液吐出路６１１，６３１の途中部には、液
吐出路６１１，６３１に供給されてきたエッチング液お
よび純水が一時的に貯留される液溜まり部６１５，６３
５が設けられている。液溜まり部６１５，６３５には、
発振器６１６，６３６によって振動させられる超音波振
動子６１７，６３７が設けられている。この構成によ
り、液溜まり部６１５，６３５に溜まっているエッチン
グ液および純水に対して超音波振動を付与できる。その
結果、第２洗浄液供給ノズル６１０，６３０から超音波
振動が付与されたエッチング液および純水をウエハＷの
周縁部に向けて供給することができるようになってい
る。

【００５９】また、凹部６０１の上壁面６０１ａおよび
下壁面６０１ｂには、それぞれ、ガスが供給されるガス
供給ノズル６１８，６３８が設けられている。ガス供給
ノズル６１８，６３８は、ガスがウエハＷの周縁部に向
かって吐出されるような角度で配置されている。この構
成により、ウエハＷの周縁部に供給され処理に供された
第２の処理液をガスの吐出圧によってウエハＷの外側に
吐き出すことができるようになっている。

【００６０】凹部６０１の奥面には、排気口６４０が形
成され、この排気口６４０には排気管６４１が接続され
ている。排気管６４１は負圧源６４２が接続されてお
り、この負圧源６４２によってウエハＷの周縁部の雰囲
気が排気管６４１に吸引されるようになっている。この
構成により、ガスの吐出圧によってウエハＷの外側に吐
き出された第２の処理液を吸引できるようになってい
る。

【００６１】このように、この構成によっても、ウエハ
Ｗの周縁部に超音波振動が付与された第２の洗浄液を供
給してウエハＷの周縁部のみを選択的に洗浄できるか
ら、ウエハＷの周縁部を良好に、かつ効率的に洗浄する
ことができる。また、上記実施形態では、ウエハＷの中
央部と周縁部との洗浄を別タイミングで行うようにして
いるが、たとえばウエハＷの中央部および周縁部を同じ
種類の液を用いてそれぞれ物理的および化学的に洗浄す
るというような場合には、上記洗浄を同時に行うように
してもよい。

【００６２】さらに、上記実施形態では、ＣＭＰ処理後
のウエハＷの洗浄を行う場合を例にとって説明している
が、本発明は、ＣＭＰ処理後に限らずに、ウエハＷの周
縁部のみを選択的に洗浄する必要のある場合に広く適用
することができる。たとえば、レジストをウエハＷの表
面に塗布するコータ処理後において、ウエハＷの端面に
残っている不要なレジスト薄膜を溶解する処理に適用す
ることができる。この場合、第２の洗浄液として、エッ
チング液の代わりに、現像液やレジストを溶解可能なア
セトン、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone ）、ＭＩＢＫ
（methyl iso butyl ketone ）、ＥＣＡ（ethylene gly
col mono ethyl ether acetate）、ＭＭＰ（methyl met
hoxy propionate ）、ＮＭＰ（n-methyl-2-pyrrolidon
e）等の有機溶剤が用いられる。

【００６３】さらにまた、上記実施形態では、ウエハＷ
の洗浄が行われる場合について説明しているが、本発明
は、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマ
・ディスプレイ・パネル）基板など他の各種の基板の洗
浄に対して広く適用することができる。その他、特許請
求の範囲に記載された範囲で種々の設計変更を施すこと
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の基板処理装置であるウエ
ハ洗浄装置の構成を示す平面図である。

【図２】図１のII-II 断面図であり、一部を省略し、か
つ一部を概念的に示している。

【図３】保持用ローラの駆動機構を説明するための図で
ある。

【図４】周縁部洗浄ボックスの構成およびこの周縁部洗
浄ボックスに関連する構成を一部を断面にして示す図で
ある。

【図５】周縁部洗浄ボックスの外観構成を示す斜視図で
ある。

【図６】ウエハ洗浄装置の主要な電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図７】ウエハ周縁部洗浄処理を説明するための図解図
である。

【図８】同じく、ウエハ周縁部洗浄処理を説明するため
の図解図である。

【図９】本発明の他の実施形態の基板処理装置であるウ
エハ洗浄装置における周縁部洗浄ボックスの構成を示す
図である。

【図１０】従来の装置の構成を上方から見た図である。

【図１１】従来の装置の構成を側方から見た図である。

【図１２】ウエハの中央部および周縁部を説明するため
の図である。

【符号の説明】

６ウエハ保持装置（基板保持手段）９両面洗浄装置（中央部洗浄手段）１００制御部３００周縁部洗浄ボックス（周縁部超音波処理手段）５０１貯留容器５０４スリット５１０液供給路（液体供給路）５１５発振器（超音波発生手段）５１６超音波振動子Ｗウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段に保持された基板の周縁部に沿って上
記基板に対して相対的に移動し、上記基板の周縁部に処
理液を供給して上記基板の周縁部を超音波処理するため
の周縁部超音波処理手段とを含むことを特徴とする基板
処理装置。
【請求項２】上記周縁部超音波処理手段は、液体を貯留
し、この貯留される液体に上記基板保持手段に保持され
た基板の周縁部が接液されるように、側面にスリットが
形成された貯留容器と、この貯留容器に接続され、当該
貯留容器に液体を供給するための液体供給路と、上記貯
留容器に貯留される液体に超音波を付与し、処理液を生
成するための超音波発生手段とを含むものであることを
特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】上記基板保持手段に保持された基板に第１
の洗浄液を供給して、上記基板の中央部を洗浄する中央
部洗浄手段をさらに含み、上記処理液は、上記基板保持手段に保持された基板の周
縁部を洗浄するための第２の洗浄液であることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】上記処理液は、レジストを溶解可能な溶剤
であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の基板処理装置。